SE503699C2 - Vitt pigment, förfarande för dess framställning, komposition innefattande pigmentet samt användning av detsamma - Google Patents

Description

503 10 15 20 25 30 35 699 2 Màlningsfärger med vit kulör liksom även brutna ku- lörer med en vit basfärg kräver av förklarliga skäl in- blandning av ett vitt färgpigment. Som pigment av detta slag förekommer ett flertal material av oorganiskt ur- sprung, av vilka den mest högvärdiga produkten vad beträf- far täckförmåga och vithet är titandioxid. Titandioxiden är emellertid också det dyraste materialet i dessa samman- hang och kostar för närvarande ca 15 kronor per kilo. I många färgsammanhang är titandioxiden dessutom alltför vit, och av denna anledning liksom av kostnadsskäl väljer man emellanåt att ersätta eller dryga ut titandioxiden med billigare vita pigment. Som exempel på billigare vita pig- ment kan nämnas zinkoxid och krita, av vilka krita exem- pelvis inte kostar mera än enbart någon krona per kilo.

Vid användning av zinkoxid och krita måste man dock be- akta, att dessa båda material uppvisar sämre täckförmåga och vithet än titandioxiden, varför många faktorer måste vägas in vid utbyte eller ersättning av titandioxid som vitt pigment.

Allmän beskrivning_av uppfinningen Enligt föreliggande uppfinning har det sålunda visat sig, att transparent glas, t ex av den typ som uppsamlas i containrar för engångsglas, vid tillräcklig finfördelning, eller malning, ger ett mycket vitt pulver, som fungerar utmärkt som pigment i olika sammanhang. Inte minst gäller att det erhållna vita pulvret uppvisar sådan vithet samt andra värdefulla egenskaper i dessa sammanhang, såsom högt brytningsindex, inerthet, täckförmàga och klarhet, att det t o m kan ersätta titandioxiden i många sammanhang. Vilka oerhörda kostnadsbesparingar detta kan innebära inser man lätt, och till detta kommer att det nya pigmentet enligt uppfinningen är miljövänligt samt att den nya användningen enligt uppfinningen löser åtminstone en del av de problem som idag existerar i samband med hanteringen av s k en- gångsglas eller krossglas. 10 15 20 25 30 35 503 699 3 Även i sådana fall där den nya produkten enligt före- liggande uppfinning inte kan ersätta titandioxiden, gäller att den åtminstone är ett utomordentligt ersättningsmate- rial för exempelvis zinkoxid och krita i dessa sammanhang. Även om uppfinningen i fortsättningen primärt kommer att belysas i samband med användning av det vita pigmentet som färgpigment, d v s i målningsfärger, gäller att det nya pigmentet enligt uppfinningen naturligtvis är använd- bart i otaliga andra sammanhang där vita pigment av oorga- niska material har utnyttjats. Exempel på sådana tillämp- ningar är användning av ifrågavarande pigment i papper och pappersbeläggningar, tryckfärger, plaster, lädermaterial, gummimaterial, keramiska material och emaljlacker.

Ett i allra högsta grad överraskande konstaterande i samband med uppfinningen är dessutom, att det använda ut- gàngsmaterialet i form av transparent glas inte ens nöd- vändigtvis måste vara ofärgat. Till och med färgat glas av detta slag, t ex grönt eller brunt sådant, har nämligen också visat sig ge ett helt vitt pigment. Detta ger den ytterligare fördelen att man vid avfallshanteringen inte ens behöver utnyttja den teknik som alltmera börjar växa fram och som innebär att man sorterar ofärgat glas för sig och färgat glas för sig. Även detta innebär tids- och kostnadsbesparingar för användaren, då det inte enbart är fråga om att varje enskilt hushåll gör ifrågavarande upp- delning, utan då sådan uppdelning även måste ske vid glas- återvinningsstället, emedan den hundraprocentiga uppdel- ningen efter färg inte fungerar i praktiken.

Av ovanstående framgår det att insamlat engångsglas vid användningen enligt uppfinningen torde ge en intäkt långt över 16 öre per kilo, som för närvarande gäller vid glasåtervinningen. Marknadsvärdet för glaset vid använd- ning som vitt pigment blir härvid något beroende av den grad av vithet som önskas, då denna har visat sig bero på graden av finmalning. Färgat glas har nämligen visat sig kräva en något högre grad av finmalning för att det er- hållna pulvret skall se helt vitt ut, men för t ex en mal- 503 10 15 20 25 30 35 699 4 ning ned till en partikelstorlek av ca l pm gäller att malningskostnaderna för närvarande kan uppskattas till ca 50 öre per kilo. Med andra ord rör det sig inte ens i detta fall om nâgra avskräckande kostnader, t ex mot bak- grund av ovannämnda kostnad på ca 15 kronor per kilo för titandioxiden.

Orsaken till att t o m färgat, transparent glas ser helt vitt ut vid små partikelstorlekar är ej helt klar- lagd. Utan att uppfinningen på något sätt är begränsad till ifrågavarande förklaring, skulle dock en förklaring kunna vara att, när en färgad men transparent partikel är av samma storlek som den ljusvåglängd, med vilken den be- lyses, ljuset passerar igenom eller reflekteras, beroende på infallsvinkeln, utan att absorberas. En annan för- klaring skulle kunna vara att en transparent men färgad partikel som är så liten, eller tunn, ger en så svag färg- ning, att den inte kan uppfattas med ögat. Oaktat detta kvarstår dock det faktum, att vi har konstaterat att en tillräcklig finfördelning av transparent glas ger partik- lar som är användbara som vitt pigment, vilket är i högsta grad överraskande och vilket sålunda ligger till grund för föreliggande uppfinning.

Detaljerad beskrivning av uppfinningen Föreliggande uppfinning hänför sig närmare bestämt enligt en aspekt till ett vitt pigment av oorganiskt ma- terial, vilket kännetecknas av att det innefattar finför- delade partiklar från transparent, färgat eller ofärgat glas eller blandningar av sådant glas.

Med finfördelade partiklar förstås i föreliggande fall att glaset har finfördelats, t ex genom malning, så långt att ögat uppfattar de erhållna partiklarna som vita partiklar. Den övre gränsen för ifrågavarande partiklar är härvid naturligtvis beroende av den grad av vithet som önskas eller krävs i ett speciellt fall, varför uppfin- ningen inte är begränsad till något exakt värde i detta avseende. Vanligtvis är det dock fråga om mikroniserade 10 15 20 25 30 35 503 699 5 partiklar, vilket i föreliggande fall innebär att den maximala partikelstorleken ligger på något eller några tiotals pm, t ex 20 eller 30 pm som övre gräns. Ofta är det emellertid fråga om så stränga krav på vithet att ca 10 um representerar den övre gränsen för partikelstorle- ken.

Uttrycket partikelstorlek användes i samband med upp- finningen i princip i samma betydelse som enligt den kända tekniken inom området pigment, speciellt färgpigment. Med andra ord är det generellt fråga om partikelns största ut- bredning i någon riktning, d v s diametern i fallet med i huvudsak sfäriska partiklar. Dessutom är det naturligtvis som i tidigare fall fråga om en medelpartikelstorlek, som generellt innebär att det naturligtvis inte behöver vara fråga om 100% partiklar med ovan angiven övre gräns för partikelstorleken men att en huvudandel av partiklarna bör vara av angivet slag.

Enligt en föredragen utföringsform av pigmentet en- ligt uppfinningen gäller att partikelstorleken för de fin- fördelade partiklarna ligger inom intervallet 0,01-10 pm, då detta generellt ger erforderlig vithet hos pigmentet.

Vanligtvis innebär detta också att man nöjer sig med att hamna inom intervallet 0,1-10 um, då det oftast inte är erforderligt att kosta på sådan malning av partiklarna att storleken blir mindre än 0,1 pm.

Enligt en annan utföringsform av pigmentet enligt uppfinningen gäller att partiklarna har en storlek inom ett ännu snävare intervall, nämligen 0,01-2 pm, företrä- desvis 0,0l-l pm, speciellt 0,1-1 pm. Detta gäller i syn- nerhet när höga krav på vithet gäller eller ofta när par- tiklarna är erhàllna från färgat glas, eftersom sådant glas generellt kräver större finfördelning än ofärgat glas för att motsvarande vithetsgrad skall uppnås.

Enligt en annan utföringsform av pigmentet enligt uppfinningen är det tillräckligt om man bibringar partik- larna en storlek inom intervallet l-10 pm, vilket spe- ciellt gäller då partiklarna är erhållna från ofärgat 503 10 15 20 25 30 35 699 glas.

Såsom har antytts ovan representeras en speciellt fö- redragen utföringsform av pigmentet enligt uppfinningen av det fall då partiklarna är erhållna från s k engångsglas eller krossglas, t ex av den typ som förekommer i uppsam- lingscontainrar, då detta också löser många av de problem som föreligger i samband med glasavfallshantering.

Uppfinningen hänför sig vidare till ett förfarande för framställning av ovannämnda vita pigment av oorganiskt material, vilket förfarande kännetecknas av att man utgår från transparent, färgat, eller ofärgat glas, eller bland- ningar av dessa, och finfördelar detta glas i lämplig fin- fördelningsanordning, så att ifrågavarande partiklar an- vändbara som vitt pigment erhålles.

Finfördelningen av glaset kan ske i vilken som helst känd finfördelningsanordning som kan ge tillräckligt små partiklar. Speciellt kan det vara fråga om den typ av mikroniseringsanordningar som förekommer inom färgpigment- framställningsområdet, t ex kulkvarnar av olika slag.

Oftast gäller att det glas, från vilket man utgår, inte är tillräckligt sönderdelat för att direkt kunna an- vändas i t ex en kulkvarn, även om en inledande krossning har skett i t ex en container av ovan angivet slag. I ett sådant fall innefattar förfarandet enligt uppfinningen na- turligtvis ett inledande steg där glasmaterialet grovkros- sas på lämpligt sätt, t ex med någon form av hammaranord- ning.

Enligt en annan aspekt av uppfinningen avser denna också en materialkomposition vilken innefattar ett vitt pigment av oorganiskt material som färgande pigment för åstadkommande av en helt vit produkt eller en färgad pro- dukt där annan nyans eller kulör förekommer men där det vita pigmentet ändock ingår som del i pigmentkomposi- tionen. Det utmärkande för den nya materialkompositionen enligt uppfinningen är härvid att nämnda vita pigment in- nefattar det nya vita pigmentet enligt föreliggande upp- finning, d v s de finfördelade glaspartiklarna av ovan 10 15 20 25 30 35 503 699 7 angivet slag. Det nya vita pigmentet enligt uppfinningen kan härvid helt eller delvis ersätta annat tidigare känt vitt pigment för användning i ifrågavarande materialkom- position.

Nämnda materialkomposition kan vara en komposition av vilket som helst tidigare känt slag, vari vitt pigment har utnyttjats, t ex något av de material som har omtalats ovan i samband med den allmänna beskrivningen av förelig- gande uppfinning. En speciellt föredragen materialkomposi- tion enligt uppfinningen representeras dock av en mål- ningsfärg, i samband med vilken det nya vita pigmentet har visat sig ge goda resultat och väsentliga fördelar. Mål- ningsfärgens sammansättning i övrigt är densamma som en- ligt den kända tekniken, d v s bindemedel, pigment etc an- vändes i princip i de halter som är vanligt förekommande inom sagda teknikområde.

Föreliggande uppfinning kan slutligen också definie- ras som en helt ny användning av transparent, färgat eller ofärgat glas, eller blandningar av sådan glassorter, näm- ligen som vitt pigment av ovan angivet slag, varvid glaset föreligger i form av partiklar som är tillräckligt finför- delade för att uppfattas som vita.

För de speciellt föredragna utföringsformerna av nämnda användning gäller att de uppvisar samma särdrag som för det ovan definierade nya pigmentet enligt uppfinningen eller den ovan definierade nya materialkompositionen en- ligt uppfinningen, varför dessa särdrag inte torde behöva upprepas ännu en gång.

Exempel Uppfinningen kommer slutligen att belysas genom nedanstående utföringsexempel, vilka visar användning av det nya pigmentet enligt uppfinningen i en màlningsfärg. 503 10 15 20 25 30 35 699 EXEMPEL 1 1000 g transparent, grönt och brunt buteljglas diskades noga och grovkrossades med hammare och maldes därefter, tillsammans med 1000 g vatten, i en porslins- kulkvarn med 1,5 kg porslinskulor som malkroppar under 24 timmar. Efter denna malning erhàllen uppslamning blandades med ett konventionellt färgbindemedel i form av 100 g PVP (polyvinylpyrrolidon).

Den erhållna målningsfärgen användes för provmålning, varvid det visade sig att färgen vid visuell bedömning såg lika vit ut som en i handeln vanligt förekommande vägg- färg. Skiktet hade en tjocklek av ca 70 pm.

Analys av partikelstorleken av de malda glaspartik- larna visade att den låg inom intervallet 0,1-2 um.

Trots att glas är ett amorft material, såg det i mikroskop kristallint ut, vilket kanske förklarar den goda reflektionsförmàgan.

EXEMPEL 2 Försöket enligt exempel 1 upprepades men med transa- rent, ofärgat glas istället för nämnda färgade glas. Den resulterande målningsfärgen kunde vid ifrågavarande prov- målning visuellt konstateras vara ännu vitare än kulören i exempel 1.

Claims (18)

10 15 20 25 30 35 503 699 9 PATENTKRAV

1. Vitt pigment av oorganiskt material, k ä n - n e t e c k n a t av att det innefattar finfördelade partiklar från transparent, färgat eller ofärgat glas eller blandningar därav, vilka partiklar har en partikel- storlek inom intervallet 0,01-lOpm.

2. Pigment eligt krav 1, k ä n n e t e c k n a t av att partikelstorleken för de finfördelade partiklarna ligger inom intervallet 0,1-10 pm.

3. Pigment enligt krav 2, k ä n n e t e c k n a t av att partiklarna har en partikelstorlek inom intervallet 0,01-2 pm, företrädesvis 0,01-1 pm, speciellt 0,1-l pm.

4. Pigment enligt krav 3, k ä n n e t e c k n a t av att partiklarna är erhållna från färgat glas.

5. Pigment enligt krav 2, k ä n n e t e c k n a t av att partiklarna har en partikelstorlek inom intervallet 1-10 pm.

6. Pigment enligt krav 5, k ä n n e t e c k n a t av att partiklarna är erhållna från ofärgat glas.

7. Pigment enligt något av de föregående kraven, k ä n n e t e c k n a t av att partiklarna är erhållna från s k engångsglas eller krossglas.

8. Förfarande för framställning av ett vitt pigment av oorganiskt material enligt något av kraven l - 7, k ä n n e t e c k n a t av att man utgår från transpa- rent, färgat eller ofärgat glas, eller blandningar därav, speciellt s k engångsglas eller krossglas, utsätter detta för en inledande grovkrossning, om så erfordras, och fin- fördelar det grovkrossade glaset i en finfördelningsan- ordning, t ex en kulkvarn, så att partiklar med en parti- kelstorlek inom intervallet 0,01-10 pm erhålles, vilka är användbara som vitt pigment.

9. Materialkomposition innefattande ett vitt pig- ment av oorganiskt material, k ä n n e t e c k n a d av att det vita pigmentet innefattar de finfördelade glaspar- tiklarna enligt något av kraven l-7. 503 699 10 15 20 25 30 35 10

10. Materialkomposition enligt krav 9, k ä n n e - t e c k n a d av att den utgöres av en målningsfärg.

11. ll. Användning av transparent, färgat eller ofärgat glas, eller blandningar därav, som vitt pigment, varvid glaset föreligger i form av finfördelade partiklar med en partikelstorlek inom intervallet 0,01-10 pm.

12. Användning enligt krav 11, där partikelstorleken för de finfördelade partiklarna är 0,1-10 pm.

13. Användning enligt krav 12, där partikelstorleken ligger inom intervallet 0,01-2 pm, företrädesvis 0,01-1 pm, speciellt 0,1-1 pm.

14. Användning enligt krav 13, där partiklarna är erhållna från färgat glas.

15. Användning enligt krav 12, där partikelstorleken ligger inom intervallet l-10 pm.

16. Användning enligt krav 15, där partiklarna är erhållna från ofärgat glas.

17. Användning enligt något av kraven ll - 16, där partiklarna är erhållna från s k engångsglas eller kross- glas.

18. Användning enligt något av kraven ll - 17, där det vita pigmentet utnyttjas i en målningsfärg.